移动通信课件：16次课 第09章 3G-1

1、9-1数字移动通信Digital Mobile CommunicationBTS总体方案设计报告Digital Mobile Communication数字移动通信内容回顾1、什么是远近效应？需要采用什么措施进行对抗？2、硬切换和软切换的概念？软切换相比硬切换的优点？9-2远近效应远近效应概念：近地强信号压制远地弱信号的现象。即近地强信号的功率电平会远远大于远地弱信号的功率电平。 应对措施：功率控制。 9-3内容回顾1、什么是远近效应？需要采用什么措施进行对抗？2、硬切换和软切换的概念？软切换相比硬切换的优点？9-4软切换硬切换：新的连接建立前，先中断旧的连接。软切换：维持旧的连接，又同时建立

2、新的连接，并利用新旧连接的分集合并来改善通信质量，当与新基站建立可靠连接之后再中断旧连接。软切换仅仅能用于具有相同频率的CDMA信道之间。硬切换的缺点？软切换的优点？9-5软切换硬切换的缺点：如果切换不成功，例如找不到空闲信道，切换就失败。此外，在两个小区交界边缘，信号电平都很弱且起伏变化，可能导致移动台在两个基站之间反复切换，增加系统负荷。软切换的优点：不改变频率，减小通信中断的概率。“先转换后中断”，而硬切换是“先中断后转换”。为分集接收提供了条件。9-69-7数字移动通信第九章3G移动通信系统本章讲述的主要内容9.1 3G概述9.2 3G技术9.3 3G网络结构9.4 3G信道结构9.5

3、 3G终端9.6 3G业务9-89.1 3G概述9-9ITU将3G命名为: IMT-2000，它的寓意是：第三代移动通信系统The 3rd Generation Mobile Communication System（3G） 在2000MHz（2GHz）频段运行 可承载2000kbps峰值数据传输业务 在公元2000年左右商用部署 为全球标准设计，即为IMTInternational Mobile Telecommunications产生背景 20世纪90年代数字蜂窝移动通信系统（2G）的极大成功 对数据业务和多媒体移动通信需求 2G系统技术局限性和业务承载能力有限 2G只解决地区间漫游，未达

4、到全球统一标准 有的国家由于没采用国际标准，技术产品无法向世界推广，急于重新开始 因特网技术发展，给电信系统发展以鼓励 技术进步使3G系统建设成为可能 按ITU计划，10年一代的基本规律，时间节点到达（1998）9.1 3G概述9-10国际大事记 1997年开始，ITU开始向全球征集3G技术标准的备选提案 2000年5月，在土耳其召开的国际电联全会上，WCDMA、cdma2000以及TD-SCDMA被正式批准为国际标准 2000年10月，韩国SK电讯部署了全球首个CDMA20001X网络 2001年10月，日本NTTDoCoMo推出了全球首个WCDMA商用服务 2002年10月，中国政府对3G

5、频率做出规划，三种标准均获得频率资源。TD-SCDMA产业联盟成立，产业化进程加速 2004年2月，英国沃达丰在全球推动3G商用，市场竞争加剧9.1 3G概述9-11国内大事记 1997年，正式成立第三代3G评估研究小组，并提交了中国的TD-SCDMA标准 1999年，开发国内第一批3G项目 2001年，启动3G攻关及部分专项 2004年3月31日，大唐宣布，国产3G标准手机面市，2005年上半年批量生产 2006年1月20日，信产部宣布TD-SCDMA为我国通信行业标准 2008年12月31日，国务院同意启动3G牌照发放工作 2009年1月7日，工信部向国内三家电信运营商发放3G拍照 200

6、9年1月7日，中国移动发布了自己的3G品牌G3 2009年4月16日，中国电信举办了主题为“天翼畅游3G”的3G业务发布会 2009年5月17日，中国联通正式启动3G业务试商用9.1 3G概述9-129.1 3G概述一、技术目标1、全球统一频段、全球统一制式和全球无缝漫游2、高频率效率3、支持多媒体业务 室内环境支持2Mbit/s、步行/室外到室内支持384kbit/s和车速环境支持144kbit/s9-139.1 3G概述基本特点多址方式：无一例外的选用CDMA技术业务能力：增强了对中高速数据业务的支持（多媒体，互联网业务）网络结构：针对数据业务进行了优化，无论是传输技术，还是控制协议支持分

7、组业务关键技术：使用一些新技术，如快速寻呼、发送（射）分集、前向闭环功率控制、Turbo码及新型语音处理器系统性能：容量大、质量高及支持复杂业务9-149.1 3G概述基本特点安全体制：总体而言，3G的安全体制是建立在2G的体制基础之上。一方面，保留了2G的优良安全策略；另一方面，改进了其中的很多不足。对3G中出现的新业务也提供安全保护。安全目标：防范伪基站攻击；中间者攻击；用户身份截取；伪用户攻击；搭线窃听；弱密钥攻击；截取来话攻击；欺骗网络或用户的拒绝式服务攻击等。对于军用网络，很多攻击方式更需要加强防范。9-159.1 3G概述基本特点与2G相比的改进：（1）防范伪基站攻击，所有2G系统

8、不具备。（2）在射频接口加密上，更长的密钥长度和更稳健的加密算法。（3）提供各服务网之间的安全保护机制。（4）从交换机到基站之间的链路也受到保护。（5）提供数据完整性保护。9-169.1 3G概述二、3G演进历程1、1999年10月ITU举行的会议确定了5种方案，经过多年的市场发展，逐渐成为主流的三大标准是：IMT-2000 CDMA DS（即WCDMA） 第三代移动通信伙伴计划（3GPP）IMT-2000 CDMA MC（即cdma2000） 第三代移动通信伙伴计划2（3GPP2）IMT-2000 CDMA TC（即TD-SCDMA） 原中国无线通信标准组（CWTS，现在更名为中国通信标准化

9、协会，CCSA）9-179.1 3G概述二、3G演进历程2、在蜂窝移动通信系统演进的同时，无线宽带接入系统 也迅速发展： 微波接入全球互通（Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX）是无线宽带接入技术的代表。以IEEE 802.16 的系列宽频无线标准为基础。 2007年10月19日，ITU正式接纳移动WiMAX加入IMT-2000，命名为OFDMA TDD WMAN，成为第6种3G空中技术方案和第4种3G标准。 9-18采用技术类型直扩载频间隔5 MHz码片速率3.84 Mc/s双工方式FDD/TDD帧长10 ms基站同步方式

10、异步扩展调制平衡QPSK（下行链路）双信道QPSK（上行链路）复杂的扩展电路扩展因子4256（FDD模式上行）4512（FDD模式下行）116（TDD下行）功率控制开环和快速闭环（1500bps）切换软切换频率间切换WCDMA空口参数9.1 3G概述9-19采用技术类型直扩或多载波载频间隔1.25 MHz码片速率n1.2288 Mc/s（n=1,3,6,9,12）双工方式FDD帧长20 ms基站同步方式同步（需GPS）扩展调制平衡QPSK（下行链路）双信道QPSK（上行链路）复杂的扩展电路扩展因子4256功率控制开环和快速闭环（800bps）切换软切换频率间切换cdma2000空口参数9.1

11、3G概述9-20TD-SCDMA空口参数采用技术类型直扩载频间隔1.6 MHz码片速率1.28 Mc/s双工方式TDD帧长10 ms（5ms+5ms）基站同步方式同步扩展调制DQPSK扩展因子116功率控制开环和慢速闭环（0-200bps）切换接力切换频率间切换9.1 3G概述9-21WiMAX（IEEE 802.16e）空口参数9.1 3G概述9-22采用技术类型TDMA+OFDMA信道带宽1.2520MHz数据速率1560Mbit/s双工方式TDD，FDD，HFDD帧长2.520ms，且上下行子帧帧长比例可调基站同步方式同步（需GPS）调制方式QPSK/8PSK/16QAM/64QAM，支

12、持AMC切换硬切换快速BS切换宏分集切换9.1 3G概述基站同步方式：同步/异步同步的含义：所有基站(BTS)时钟同步（时钟由GPS时钟等提供），所有的时隙相同，所有的BTS使用同样一个PN码（使用不同的偏置来表示不同的基站，因此也必须全网同步），这样移动台在做同步切换时，新旧小区是同步的，是移动台来计算提前量。不用匹配BTS，可以提高切换成功率,减少切换时间。异步的含义：基站不同时钟，当要发生切换的时候需要移动台和新基站同时计算新的时间提前量，并在移动台进行切换请求进入新基站时，由新基站把提前量发给移动台。9-239.1 3G概述基站同步方式：同步/异步特点：基站间同步的好处是，切换时BSC

13、已经知道基站间的时间关系，则不需要MS上报目标基站和源基站之间的时间关系可以直接进行切换。基站异步时，BSC则需要MS测量目标基站和源基站之间的时间关系，从而确定切换后的定时。适用场合：同步切换需要网络中的基站间同步，适用于同一BTS的小区间切换，不用重新计算TA。异步切换则不需要网络中基站间的同步，适用于不同BTS的小区间切换，需重新计算TA。9-249.1 3G概述不同系统的基站同步方式比较GSM：同步IS-95：同步WCDMA：异步cdma2000：同步（需GPS）TD-SCDMA：同步（现阶段用GPS同步，支持北斗）WiMAX：同步（需GPS）9-259.1 3G概述三、标准化组织 9

14、-26开放移动联盟互联网工程任务组9.1 3G概述三、标准化组织 9-27 国际电信联盟： 世界各国政府的电信主管部门之间协调电信事务的一个国际组织，现有189个成员国，总部设在日内瓦，是联合国的15个专门机构之一，但在法律上不是联合国附属机构，其决议和活动不需要联合国批准。9.1 3G概述三、标准化组织 9-28 第三代移动通信伙伴计划3GPP： 成员主要包括ARIB（日本）、ETSI（欧洲）、TTA（韩国）、TTC（日本）和T1P1（美国）。1999年后半年，原中国无线通信标准组（CWTS，现在更名为中国通信标准化协会，CCSA）也加入到3GPP中来并贡献了TD-SCDMA技术。9.1 3

15、G概述三、标准化组织 9-29 第三代移动通信伙伴计划2 （3GPP2）： 由美国的TIA、日本的ARIB、日本的TTC和韩国的TTA发起，中国原无线通信标准研究组于1999年6月在韩国正式签字加入3GPP2。9.1 3G概述三、标准化组织 9-30 WiMAX论坛 于2001年成立，由众多无线通信设备和器件供应商发起的非营利性组织，其目标是促进IEEE802.16标准规定的宽带无线网络的应用推广，保证采用相同标准的不同厂家宽带无线接入设备之间的互通性或互操作性。9.1 3G概述四、TD-SCDMA发展历程1、1998年，ITU-R面向全世界征集IMT2000候选无线传输 技术，同年6月30日

16、，中国电信科学技术研究院（后改制为大唐电信集团）代表中国项国际电信联盟提交了第三代移动通信标准提案TD-SCDMA。2、1999年10月，3GPP接受了TD-SDMA作为3GPP TDD模式的低码片速率选项，并提出了集成的概念，将TD-SCDMA技术集成到具体的技术规范当中。3、1999年11月3日，TD-SDMA标准提案被ITU写入第三代移动通信空中接口技术规范的建议中。9-319.1 3G概述四、 TD-SCDMA发展历程4、2000年5月5日，在土耳其召开的国际电信联盟全会上，TD-SCDMA被批准为国际电联的正式标准。5、2001年3月开始，TD-SCDMA正式写入3GPP的Relea

17、se 4版本，目前TD-SCDMA有Release48等版本。6、2002年10月23日，我国原信息产业部公布TDD-SCDMA频谱规划，为TD-SCDMA标准划分了共计155MHz的非对称频段。7、2006年1月20日，原信息产业部正式颁布了TD-SCDMA系列的行业标准，为其商业运营打下了良好基础。9-329.1 3G概述四、 TD-SCDMA发展历程8、在2005长期演进（LTE）研究的开始阶段，为了实现与TD-SCDMA的继承关系，支持两种不同的TDD帧结构（Type1和Type2），其中Type2与目前3G中的TD-SCDMA结构完全相同；9、2007年9月召开的3GPP RAN37

18、次会议上，包括工信部电信研究院、中国移动、大唐、中兴和华为在内的国内主要单位联合国外主要运营与制造企业，提出了对LTE TDD进行简化与优化的建议，提出形成统一的LTE TDD的标准，并明确指出将原有的LTE type2 TDD作为工作的基础和出发点。9-339.1 3G概述四、 TD-SCDMA发展历程10、2007年12月，在3GPP RAN38次会议上，通过了修改LTE TDD的技术方案，形成了统一的LTE TDD，该方案又称“TD-LTE”。9-349.1 3G概述五、 WCDMA发展历程 由3GPP具体制定，基于GSM MAP核心网，经过多年的发展和完善，已经趋近于成熟，其标准的演进

19、情况如下。9-359.1 3G概述五、 WCDMA发展历程9-369.1 3G概述六、cdma2000 发展历程 由IS-95A/B标准演进而来的第三代移动通信标准，由3GPP2复杂具体的标准化工作。9-37 3GPP2制定5个支持cdma20001X及其增强型技术的版本 EIA/TIA发布的支持cdma20001xEV-DO的IS-856和IS-856A两个版本9.1 3G概述六、 cdma2000 发展历程 2007年正式发布了cdma2000 1x EV-DO修订版C。该标准又称为超移动宽带系统（UMB）， cdma2000 1x EV-DO的演进历程如下：9-389.1 3G概述七、

20、WiMAX 发展历程 1999年成立802.16工作组，他们的主要工作就是开发、固定新一代宽带无线接入系统标准，标准涵盖2-66GHz之间的许可频段和免许可频段，也就是现在我们看到的WiMAX技术。 在2001年的6月份在美国的加州注册成了非盈利组织-WiMAX论坛，这一论坛的成立，像是给WiMAX打了一针强心剂！大大促进了WiMAX在全球的发展和应用，最重要的是实现了WiMAX标准产品的应用，互通性，以及兼容性。9-399.1 3G概述七、 WiMAX 发展历程 9-409.1 3G概述八、全球3G发展9-41截至2011年12月，全球3G用户已经超过11亿。2012年11月，我国3G用户突

21、破2.2亿，相比2011年底，当时我国3G用户仅为1.28亿。 9.1 3G概述八、全球3G发展9-42日本移动用户发展 数据来源：TCA 9.1 3G概述八、全球3G发展9-43 cdma2000用户占据绝对的优势 ；截止到2007年6月，韩国cdma2000用户达到3957.6万户，占93.5%的分额； 主流运营商开始向WCDMA/HSDPA迁移。 cdma2000在韩国市场份额9.1 3G概述八、全球3G发展9-44原有6家电信运营商：中国移动中国联通中国铁通中国网通中国电信中国卫通现有3家：新中国移动(TD)新中国联通(W)新中国电信(2000)2008年初延期部署为了保护TD，电信重

22、组为了均衡发展。9.1 3G概述9.1 3G概述cdma2000 1x是不是3G?不同角度，不同结论：（1）从标准提出的历史来看，ITU在2000年通过的3G标准中， cdma2000 1x是cdma2000的一部分。但其成为3G标准，的确有背后利益协调的结果，在1998年1999年WCDMA和cdma2000两种CDMA技术融合的著名故事中，将其作为3G标准的一部分，是北美以高通和朗讯为主的CDMA阵营同意3个参数（导频、码片速率和同步）融合的条件之一。尽管在1999年11月全会讨论通过时受到了英国的质疑，但最终还是成为了3G标准cdma2000的组成部分。9-469.1 3G概述cdma2

23、000 1x是不是3G?不同角度，不同结论：（2）从cdma2000 1X的实际能力来看，尽管比GPRS支持的速率高，但仍然与GPRS在同一个数量级上（100kbit/s左右）；而且GPRS同样也在GSM网开始引入了分组数据业务，所以难免有人认为它不是2G技术，认为其是2.5G技术。（3）从产业部署历程上来看，日本、韩国的cdmaOne运营商希望政府允许他们在现有cdmaOne的频段上直接升级为cdma2000 1X，不要再发放许可证，以免贻误时机，同时也不希望影响在3G核心频段的许可证，所以他们在初期，将原有频段采用的cdma2000 1x称为2.5G，甚至2.75G，而不称为3G；9-479.1 3G概述cdma2000 1x是不是3G?不同角度，不同结论：（3）从产业部署历程上来看 中国联通将从800MHz升级的cdma2000 1x既不称